Societatea Americană pentru Testare și Materiale (ASTM) definește unsoarea lubrifiantă ca fiind: „Un produs solid până la semifluid de dispersie a unui agent de îngroșare în lubrifiant lichid. Pot fi incluse și alte ingrediente care conferă proprietăți speciale” (ASTM D 288, Standard Definitions of Terms Relating to Petroleum).
Anatomia unsorii
După cum indică această definiție, există trei componente care formează unsoarea lubrifiantă. Aceste componente sunt uleiul, agent de îngroșare și aditivii. Uleiul de bază și pachetul de aditivi sunt componentele principale în formulele de unsoare și, ca atare, exercită o influență considerabilă asupra comportamentului unsorii. Agentul de îngroșare este adesea denumit un burete care reține lubrifiantul (uleiul de bază plus aditivii).
Figura 1. Anatomia unsorii
Ulei de bază
Majoritatea unsorilor produse în prezent utilizează ulei mineral ca și componente fluide. Aceste unsori pe bază de ulei mineral oferă, de obicei, performanțe satisfăcătoare în majoritatea aplicațiilor industriale. La temperaturi extreme (scăzute sau ridicate), o unsoare care utilizează un ulei de bază sintetic va oferi o stabilitate mai bună.
Îngroșător
Îngroșătorul este un material care, în combinație cu lubrifiantul selectat, va produce structura solidă sau semifluidă. Principalul tip de agent de îngroșare utilizat în unsorile actuale este săpunul metalic. Aceste săpunuri includ litiu, aluminiu, lut, argilă, poliuree, sodiu și calciu. În ultima vreme, unsorile complexe de tip agent de îngroșare sunt din ce în ce mai populare. Acestea sunt alese datorită punctelor lor de cădere ridicate și a capacităților excelente de încărcare.
Grasele complexe sunt fabricate prin combinarea săpunului metalic convențional cu un agent de complexare. Cea mai utilizată unsoare complexă este cea pe bază de litiu. Acestea sunt realizate cu o combinație de săpun de litiu convențional și un acid organic cu greutate moleculară mică ca agent de complexare.
Agroșanții din săpun câștigă, de asemenea, popularitate în aplicații speciale, cum ar fi mediile cu temperaturi ridicate. Bentonita și aerogelul de siliciu sunt două exemple de agenți de îngroșare care nu se topesc la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, există o concepție greșită conform căreia, chiar dacă agentului de îngroșare poate rezista la temperaturi ridicate, uleiul de bază se va oxida rapid la temperaturi ridicate, necesitând astfel un interval frecvent de relubrifiere.
Aditivi
Aditivii pot juca mai multe roluri într-o unsoare lubrifiantă. Printre acestea se numără, în primul rând, îmbunătățirea proprietăților dezirabile existente, suprimarea proprietăților indezirabile existente și conferirea de noi proprietăți. Cei mai comuni aditivi sunt inhibitorii de oxidare și rugină, agenții de presiune extremă, antiuzură și agenți de reducere a frecării.
În plus față de acești aditivi, în unsoare pot fi suspendați lubrifianți limită, cum ar fi disulfura de molibden (moly) sau grafitul, pentru a reduce frecarea și uzura fără reacții chimice adverse la suprafețele metalice în timpul încărcării grele și vitezelor lente.
Tabelul 1. Consistența NLGI
Funcția
Funcția unsorii este aceea de a rămâne în contact cu suprafețele în mișcare și de a le lubrifia fără a se scurge sub acțiunea gravitației, a acțiunii centrifuge sau de a fi stoarsă sub presiune. Cerința sa practică majoră este aceea de a-și păstra proprietățile sub acțiunea forțelor de forfecare la toate temperaturile la care este supusă în timpul utilizării.
Aplicații potrivite pentru unsoare
Ursoarea și uleiul nu sunt interschimbabile. Unsoarea este utilizată atunci când nu este practic sau convenabil să se folosească uleiul. Alegerea lubrifiantului pentru o aplicație specifică este determinată de potrivirea designului utilajului și a condițiilor de funcționare cu caracteristicile dorite ale lubrifiantului. În general, unsoarea este utilizată pentru:
-
Mașini care funcționează intermitent sau care sunt depozitate pentru o perioadă lungă de timp. Deoarece unsoarea rămâne la locul ei, se poate forma instantaneu o peliculă lubrifiantă.
-
Mașini care nu sunt ușor accesibile pentru o lubrifiere frecventă. Unsorile de înaltă calitate pot lubrifia componente izolate sau relativ inaccesibile pentru perioade îndelungate de timp, fără reaprovizionare frecventă. Aceste unsori sunt, de asemenea, utilizate în aplicații sigilate pentru întreaga durată de viață, cum ar fi unele motoare electrice și cutii de viteze.
-
Mașini care funcționează în condiții extreme, cum ar fi temperaturi și presiuni ridicate, sarcini de șoc sau viteze lente sub sarcină mare.
-
Componente uzate. Unsoarea menține pelicule mai groase în spațiile libere lărgite de uzură și poate prelungi durata de viață a pieselor uzate care au fost lubrifiate anterior cu ulei.
Proprietăți funcționale ale unsorii
-
Unsoarea funcționează ca un agent de etanșare pentru a minimiza scurgerile și pentru a ține la distanță contaminanții. Datorită consistenței sale, unsoarea acționează ca un agent de etanșare pentru a preveni scurgerile de lubrifiant și, de asemenea, pentru a împiedica intrarea contaminanților corozivi și a materialelor străine. De asemenea, acționează pentru a menține eficiența garniturilor deteriorate.
-
Grasa este mai ușor de conținut decât uleiul. Lubrifierea cu ulei poate necesita un sistem costisitor de echipamente de circulație și dispozitive complexe de retenție. În comparație, unsoarea, în virtutea rigidității sale, este ușor de izolat cu dispozitive de retenție simplificate și mai puțin costisitoare.
-
Unsoarea menține lubrifianții solizi în suspensie. Lubrifianții solizi fin măcinați, cum ar fi disulfura de molibden (moly) și grafitul, sunt amestecați cu unsoare în service la temperaturi ridicate sau în aplicații de înaltă presiune extremă. Unsoarea menține solidele în suspensie, în timp ce solidele se vor depune în afara uleiurilor.
-
Nivelul lichidului nu trebuie controlat și monitorizat.
Caracteristici
Ca și uleiul, unsoarea prezintă propriul set de caracteristici care trebuie luate în considerare atunci când este aleasă pentru o aplicație. Caracteristicile care se găsesc în mod obișnuit pe fișele tehnice ale produselor includ următoarele:
Pompabilitate
Pompabilitatea este capacitatea unei unsori de a fi pompată sau împinsă printr-un sistem. Mai practic, capacitatea de pompare este ușurința cu care o unsoare presurizată poate curge prin conductele, duzele și fitingurile sistemelor de distribuire a grăsimilor.
Rezistența la apă
Este capacitatea unei unsori de a rezista la efectele apei fără nicio modificare a capacității sale de lubrifiere. O spumă de săpun/apă poate suspenda uleiul din unsoare, formând o emulsie care se poate spăla sau, într-o măsură mai mică, poate reduce capacitatea de lubrifiere prin diluarea și modificarea consistenței și texturii unsorii.
Consistență
Consistența unsorii depinde de tipul și cantitatea de agent de îngroșare utilizat și de vâscozitatea uleiului său de bază. Consistența unei unsori este rezistența sa la deformare prin aplicarea unei forțe. Măsura consistenței se numește penetrare. Penetrarea depinde de faptul dacă consistența a fost modificată prin manipulare sau prelucrare. Metodele ASTM D 217 și D 1403 măsoară penetrarea unsorilor neprelucrate și prelucrate. Pentru a măsura penetrarea, un con de o anumită greutate este lăsat să se scufunde într-o unsoare timp de cinci secunde la o temperatură standard de 25°C (77°F).
Penetrarea este adâncimea, în zecimi de milimetru, la care conul se scufundă în unsoare. O penetrare de 100 ar reprezenta o unsoare solidă, în timp ce o penetrare de 450 ar fi semifluidă. NLGI a stabilit numere de consistență sau numere de grad, de la 000 la 6, care corespund unor intervale specificate de numere de penetrare. Tabelul 1 enumeră clasificările NLGI pentru unsori, împreună cu o descriere a consistenței și a modului în care aceasta se raportează la semifluidele obișnuite.
Punctul de picurare
Punctul de picurare este un indicator al rezistenței la căldură a unsorii. Pe măsură ce temperatura ungerii crește, penetrarea crește până când unsoarea se lichefiază și se pierde consistența dorită. Punctul de cădere este temperatura la care o unsoare devine suficient de fluidă pentru a se scurge. Punctul de picurare indică limita superioară a temperaturii la care o unsoare își păstrează structura, nu temperatura maximă la care poate fi utilizată o unsoare.
Stabilitatea la oxidare
Este capacitatea unei unsoare de a rezista la o uniune chimică cu oxigenul. Reacția unsorii cu oxigenul produce gumă insolubilă, nămoluri și depuneri asemănătoare lacului care provoacă o funcționare lentă, uzură crescută și reducerea jocurilor. Expunerea prelungită la temperaturi ridicate accelerează oxidarea în unsori.
Efectele temperaturilor ridicate
Temperaturile ridicate dăunează unsorilor mai mult decât uleiurilor. Unsoarea, prin natura sa, nu poate disipa căldura prin convecție ca un ulei care circulă. În consecință, fără capacitatea de a transfera căldura, temperaturile excesive duc la oxidare accelerată sau chiar la carbonizare, unde unsoarea se întărește sau formează o crustă.
Lubrifierea eficientă a unsorii depinde de consistența acesteia. Temperaturile ridicate induc înmuierea și sângerarea, ceea ce face ca unsoarea să curgă departe de zonele necesare. Uleiul mineral din unsoare poate să se aprindă, să ardă sau să se evapore la temperaturi mai mari de 177°C (350°F).
Efecte la temperaturi scăzute
Dacă temperatura unei unsori este suficient de scăzută, aceasta va deveni atât de vâscoasă încât poate fi clasificată ca o unsoare dură. Capacitatea de pompare are de suferit, iar funcționarea utilajelor poate deveni imposibilă din cauza limitărilor de cuplu și a cerințelor de putere. Cu titlu orientativ, punctul de curgere al uleiului de bază este considerat limita de temperatură scăzută a unei unsori.
.